布尼亚病毒SFTSV NSs利用自噬逃逸抗病毒先天免疫反应

Bunyavirus SFTSV NSs utilizes autophagy to escape the antiviral innate immune response.

作者信息Ze-Min Li, Shu-Hui Duan, Tian-Mei Yu, Bang Li, Wen-Kang Zhang, Chuan-Min Zhou, Xue-Jie Yu
PMID38762760
期刊Autophagy
发布时间2024-10
DOI10.1080/15548627.2024.2356505

实验完整度

包括体外细胞模型(HEK293T、HeLa)的功能验证(LC3转化、自噬流检测、TEM),免疫共沉淀验证蛋白互作,以及突变体(8A)功能缺失和免疫逃逸相关的RT-qPCR验证。

主要模型

HEK293T细胞 HeLa细胞 BECN1敲除HeLa细胞

重点核对

SFTSV NSs在HEK293T和HeLa细胞中的表达(剂量和时间) BECN1的CCD结构域与NSs的相互作用 自噬抑制剂CQ或Baf-A1处理浓度和时间 8A突变体对LC3-II转化和TBK1降解的影响 poly(I:C)刺激后的I型干扰素转录水平(IFNB、IFIT1、CXCL10)

摘要

严重发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)的非结构蛋白(NSs)是一种重要的病毒毒力因子,其将多种抗病毒蛋白隔离到包涵体中,以逃逸抗病毒先天免疫反应。然而,NSs限制宿主先天免疫的机制在很大程度上仍然难以捉摸。在这里,我们发现NSs通过与BECN1的CCD结构域相互作用诱导完全的自噬,从而促进BECN1依赖性自噬起始复合物的形成。重要的是,我们的数据表明,NSs将TBK1等抗病毒蛋白隔离到自噬囊泡中,因此促进了TBK1和其他抗病毒蛋白的降解。此外,NSs的8A突变体降低了BECN1依赖性自噬流和抗病毒免疫蛋白降解的诱导。总之,我们的结果表明,SFTSV NSs将抗病毒蛋白隔离到自噬囊泡中降解,以逃逸抗病毒免疫反应。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SFTSV NSs是否以及如何通过自噬途径介导免疫逃逸,其具体分子机制是什么?
核心机制
NSs与BECN1的CCD结构域相互作用,促进BECN1-PIK3C3复合物的形成,诱导完全自噬;随后NSs将TBK1、TRIM25等抗病毒蛋白隔离到自噬囊泡中,介导它们的降解,从而抑制I型干扰素反应。
主要证据
在HEK293T和HeLa细胞中过表达NSs诱导LC3-II转化和自噬体形成(TEM证实);Co-IP证明NSs与BECN1和LC3相互作用;8A突变体削弱自噬诱导和TBK1降解,且不能抑制IFNB/IFIT1转录;BECN1敲除细胞中NSs无法抑制干扰素转录。
研究意义
揭示了SFTSV通过自噬逃逸宿主先天免疫的新机制,为理解SFTSV的致病机理提供了新见解,并提示其他布尼亚病毒NSs可能存在类似机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

验证NSs诱导自噬

确定SFTSV NSs能否诱导细胞自噬。

在HEK293T和HeLa细胞中过表达HA-NSs,通过Western blot检测LC3-I/II转化和SQSTM1降解,通过共聚焦显微镜检测LC3斑点和透射电镜观察自噬体。

2

验证NSs诱导完全自噬

确定NSs诱导的自噬是否是完全自噬(自噬流完整)。

使用自噬抑制剂CQ或Baf-A1处理,以及mCherry-GFP-LC3报告质粒检测自噬流,并通过共定位LAMP1验证自噬体与溶酶体融合。

3

确定NSs与BECN1的相互作用

确定NSs是否通过BECN1依赖性途径诱导自噬,并定位相互作用结构域。

在BECN1敲除细胞中检测LC3-II转化,通过Co-IP和共聚焦检测NSs与BECN1的相互作用,并通过共转染BECN1截短突变体确定CCD结构域。

4

验证NSs促进BECN1-PIK3C3复合物形成

确定NSs是否促进BECN1-PIK3C3自噬起始复合物的形成。

通过Co-IP检测NSs、BECN1、PIK3C3和ATG14之间的相互作用。

5

鉴定NSs中与自噬诱导相关的关键基序

确定NSs中负责诱导自噬的关键氨基酸基序。

构建NSs的多个突变体(8A、PxxP、DWP、WxxL),通过Co-IP检测与LC3的相互作用,通过Western blot和共聚焦比较突变体与野生型NSs诱导自噬的能力。

6

验证NSs介导的免疫逃逸依赖于自噬

确定NSs促进抗病毒蛋白降解是否依赖于自噬途径。

在过表达NSs的细胞中检测抗病毒蛋白(TBK1、TRIM25、RIGI、NFKB)水平,并使用自噬抑制剂CQ或Baf-A1进行救援实验,通过Co-IP和共聚焦检测NSs与TBK1/TRIM25及LC3的共定位。

7

免疫电镜分析NSs诱导的自噬囊泡

在超微结构水平证实NSs定位于自噬囊泡。

使用免疫电镜检测NSs与LC3、LAMP1的共定位。

8

验证8A突变体失去免疫逃逸能力

确定8A基序对于NSs介导的免疫逃逸是否必需。

比较野生型NSs和8A突变体对TBK1降解的影响,通过RT-qPCR检测poly(I:C)刺激后IFNB、IFIT1和CXCL10的转录水平,并在BECN1敲除细胞中重复。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
验证免疫效应

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Biosharp life sciencesBL304A
胎牛血清Cell-BoxAUS-01S-02
聚乙烯亚胺----
氯喹Sigma AldrichC6628
巴佛洛霉素A1MeilunbioMB5505-L
雷帕霉素MedChemExpressHY-10219
聚肌胞苷酸MedChemExpressHY-107202
抗LC3抗体Proteintech14600-1-AP
抗LC3抗体Proteintech81004-1-RR
抗SQSTM1/p62抗体Proteintech18420-1-AP
抗BECN1抗体Proteintech66665-1-Ig
抗MAVS抗体Proteintech66911-1-Ig
抗PIK3C3/VPS34抗体Proteintech12452-1-AP
抗LAMP1抗体Proteintech21997-1-AP
抗TRIM25抗体Proteintech12573-1-AP
抗HA标签抗体Proteintech51064-2-AP
抗Flag标签抗体Proteintech66008-4-Ig
抗BECN1抗体Biossbsm-33323M
抗PIK3C3/VPS34抗体Biossbs-4159R
抗LC3B抗体Cell Signaling Technology3868S
抗BECN1抗体Cell Signaling Technology3495S
抗RIGI抗体Abcamab180675
抗IFIH1/MDA5抗体Abcamab126630
抗TBK1抗体Abcamab40676
抗HA标签抗体Abbkine Scientific CorporationABT2041
抗Flag标签抗体Abbkine Scientific CorporationABT2010
抗TBK1抗体ABclonal Technologyab40676
抗TBK1抗体Santa Cruz BiotechnologyA-6: sc-398,366
HRP标记的山羊抗小鼠IgGServicebioG1214
HRP标记的山羊抗兔IgGServicebioG1213
HRP标记的山羊抗小鼠IgGAbbkine Scientific CorporationA21010
HRP标记的山羊抗兔IgGAbbkine Scientific CorporationA21020
PVDF膜Amersham10600023
Tris缓冲盐BioFroxx77-86-1
吐温20SolarbioT8220
ECL化学发光检测试剂盒Yeasen Biotechnology36208ES76
ChemiDoc Touch成像系统Bio-Rad--
TRIzol试剂ServicebioG3013
GoScript逆转录系统PromegaA5001
Triton X-100SolarbioT8200
牛血清白蛋白SolarbioA8020
DAPIBeyotimeC1005
蔡司LSM880Zeiss--
NP40缓冲液BeyotimeST2045
蛋白A/G琼脂糖珠BeyotimeP2055
Leica EM UC7超薄切片机Leica--
日立HT7800透射电镜HITACHI--
环氧树脂Sigma Aldrich45345-250ML-F
GraphPad Prism软件----
蛋白酶抑制剂AbMloe BioScienceM5293
ImageJ软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与转染
HEK293T、HeLa及BECN1敲除HeLa细胞的培养条件(培养基、血清浓度、CO2浓度);使用PEI进行转染的剂量与时间;poly(I:C)浓度为5 μg/mL,处理时间24小时。
阅读提示:Materials and methods: Virus, cell cultures and transfection
自噬诱导与抑制
RAPA浓度为100 nM,Baf-A1浓度为100 nM,CQ浓度为100 μM,处理时间均为6小时。
阅读提示:Materials and methods: Autophagy induction and inhibition assay
Western blot
细胞裂解液(1×SDS loading buffer加蛋白酶抑制剂),SDS-PAGE凝胶浓度(12%),PVDF膜孔径0.45 μm,封闭液(2%脱脂牛奶),一抗孵育过夜(4℃),二抗孵育1小时。
阅读提示:Materials and methods: Western blot analysis
RT-qPCR
使用TRIzol提取RNA,GoScript逆转录,2−ΔΔCt法计算相对表达量,以ACTB为内参,引物序列见原文。
阅读提示:Materials and methods: RNA extraction and RT-qPCR
免疫共沉淀
使用NP40缓冲液裂解细胞,抗体与protein A/G beads孵育条件(过夜、4℃),洗涤次数(5次PBS)。
阅读提示:Materials and methods: Co-immunoprecipitation assay
透射电镜与免疫电镜
固定液(戊二醛),切片厚度(70-80 nm),电镜型号及加速电压(HITACHI HT7800, 80kv)。
阅读提示:Materials and methods: Transmission electron microscopy and immunoelectron microscopy